三种纳米压印技术总结

苏州光舵微纳科技有限公司
三种纳米压印技术总结
Hot Embossing (HE)
首先在衬底上涂上一层薄层热塑形高分子材料（如PMMA）。

升温并达到此热塑性材料的玻璃化温度Tg（Glass transistion temperature）之上。

热塑性材料在高弹态下，黏度降低，流动性增强，随后将具有纳米尺度的模具压在上面，并施加适当的压力。

热塑性材料会填充模具中的空腔，在此过程中，热塑性材料的厚度应较模具的空腔高度要大，从而避免模具与衬底的直接接触而造成损伤。

模压过程结束后，温度降低使热塑性材料固化，因而能具有与模具的重合的图形。

随后移去模具，并进行各相异性刻蚀去除残留的聚合物。

接下来进行图形转移。

图形转移可以采用刻蚀或者剥离的方法。

刻蚀技术以热塑性材料为掩膜，对其下面的衬底进行各向异性刻蚀，从而得到相应的图形。

剥离工艺先在表面镀一层金属，然后用有机溶剂溶解掉聚合物，随之热塑性材料上的金属也将被剥离，从而在衬底上有金属作为掩膜，随后再进行刻蚀得到图形。

步进-闪光压印（Step- Flash Imprint Lithography），
采用对紫外透明的石英玻璃（硬模）或PDMS（软模），光阻胶采用低粘度，光固化的单体溶液。

先将低粘度的单体溶液滴在要压印的衬底上，结合微电子工艺，薄膜的淀积可以采用旋胶覆盖的方法，用很低的压力将模版压到晶圆上，使液态分散开并填充模版中的空腔。

透过模具的紫外曝光促使压印区域的聚合物发生聚合和固化成型。

最后刻蚀残留层和进行图形转移，得到高深宽比的结构。

最后的脱模和图形转移过程同热压工艺类似。

微接触uCP (Micro Contact Transfer Printing)
这种工艺采用弹性的印章将硫醇转移到镀金或银的表面上去。

将PDMS倒在包含图形的模具上，过程中模具可由光学或电子束光刻获得，也可以通过衍射栅、微机械结构一集其他微型结构的复制得到。

印章材料的化学前体在模具中固化，聚合成型后从模板中脱离，得到所需印章。

通常印章的材料为PDMS。

然后将PDMS印章与滴了墨的衬底上，墨溶液主要为硫醇。

将印章与衬底接触并浸没在墨溶液中，让印章充分沾上“墨汁”。

随后将浸有“墨汁”的印章盖在镀金的衬底上，墨汁会沾在镀金衬底上，衬底可为玻璃、硅、聚合物等材料。

只有与印章接触过的表面才能沾上硫醇溶液，硫醇会与金发生反应，形成自组装单分子层SAM。

硫醇分子会吸附有机分子，从而实现自组装。

另外，硫醇与金反应后，还可以采用湿法刻蚀的方法，如在氰化物溶液中，氰化物的离子促使未被SAM层覆盖的金溶解，而SAM能有效阻挡氰化物的离子，将被覆盖的金保留，即可实现图形转移。

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